当事情变得艰难时，我们都需要援助之手，树木也不例外。魏茨曼科学研究所植物科学系的研究人员发现，在干旱条件下，柏树得到了对土壤有益的细菌的帮助，这种合作使它们能够生存甚至繁茂。研究小组负责人塔米尔·克莱因博士说：“我们的研究可能提供了迄今为止最好的证据，证明树木和细菌确实可以共生。”“这具有巨大的生态意义。”

在世界许多地方，2022年夏季是有记录以来最干旱的季节之一。中国部分地区、欧洲、中东、非洲之角和北美地区遭受了严重干旱，预计由于气候变化，此类极端天气状况还会加剧。克莱因表示，干旱日益普遍，迫切需要了解在极端天气下保持树木生存的地下机制，以减轻以色列及其他地区树木死亡率的上升。

“如果我们失去森林，我们将失去一切，因为树木产生氧气，吸收二氧化碳，净化空气并调节温度，”他解释道。“所以我们必须支持我们的森林。如果细菌可以支持树木，并且我们可以了解它们是如何做到这一点的，那么这是一个很好的起点。”

克莱因揭示树木与其他森林生物之间合作的旅程始于几年前。在之前的研究中，他研究了树木如何与其他树木共享资源以保持健康，以及它们如何与真菌保持共生关系。

这项最新研究由克莱因实验室的微生物学家YaaraOppenheimer-Shaanan博士领导，重点研究了柏树与森林土壤中有益细菌之间的相互作用。研究人员在魏茨曼科学研究所的温室里，在装满森林土壤的定制盒子里种植了柏树树苗一个月。

柏树被分为两组：一组定期浇水，另一组则缺水。在每组中，有一半的柏树暴露于从这些柏树生长的哈雷尔森林收集的土壤细菌中。

研究小组使用多种方法检查了树木根部和细菌之间的相互作用，包括测量树木对干燥的生理反应、进行细菌计数、使用荧光标记对根部区域的细菌菌落进行成像、分析树木排放的化合物。通过根部观察幼苗并评估柏树叶子的矿物质成分。

通过这种结合微生物学、植物生理学和有机化学的多学科方法，研究人员发现了树木和土壤细菌之间在地下发生的令人惊讶的合作：细菌帮助树木应对缺水，作为回报，细菌从树木的分泌物中受益根。

例如，在灌溉的柏树组和在干旱条件下生长的柏树组中，与未接触细菌的树相比，接触细菌的树根部分泌物的速率增加了一倍多。此外，科学家们还在分泌物中发现了大约100种化合物，包括酚类和有机酸，其中近一半的化合物浓度在灌溉树木和缺水树木之间存在显着差异。

“当我们向细菌添加九种化合物作为碳和氮源时，其中八种促进了细菌生长，”奥本海默-沙南说。“这证明分泌物是细菌的食物来源。”

总体而言，该研究的结果表明，由于与细菌的相互作用，树木的健康状况得到了改善。此外，在干旱期间，树木和细菌之间的合作抵消了缺水的负面影响。只有暴露于细菌的柏树才能维持土壤中磷的有效性，这种有效性弥补了在干旱条件下生长的柏树叶子中测得的磷和铁水平的下降。

完整的森林词典

克莱因希望这些研究结果将增进我们对森林生态学的了解，并加深我们对树木参与比以前认为的更广泛合作的理解。在应用层面上，这些发现可能对改善土壤健康和学习如何支持因缺乏资源而面临压力的植物产生重要影响。例如，招募特定细菌可以帮助改善树木和森林健康，并增强生态恢复力和稳定性。

“下一步是确定每种细菌或每组细菌的确切贡献，以及哪些细菌有益于哪些树木，”奥本海默-沙南说。

“这只是开始，”克莱因说。“我们对这些相互作用了解得越多，我们就越能够制定全面而准确的字典，这应该使我们能够在保护森林方面达到预期的结果，或防止出现不需要的结果。”

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标签：树木细菌研究